DE102007011138B4

DE102007011138B4 - Kühl- und/oder Gefriergerät

Info

Publication number: DE102007011138B4
Application number: DE102007011138.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Gruidl
Original assignee: Liebherr Hausgeraete Lienz GmbH
Current assignee: Liebherr Hausgeraete Lienz GmbH
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2016-11-10
Anticipated expiration: 2027-03-08
Also published as: DE102007011138A1

Abstract

Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Innenbehälter (10) sowie mit einer den Innenbehälter (10) abschnittsweise oder vollflächig bedeckenden Barriereschicht (20), die auf der dem Kühl- bzw. Gefrierraum zugewandten Innenseite des Innenbehälters (10) und auf der vom Kühl- bzw. Gefrierraum abgewandten Außenseite des Innenbehälters (10) angeordnet ist und die derart ausgeführt ist, dass sie gas- und wasserundurchlässig ist oder den Transport von Gas und Wasser durch die Barriereschicht (20) hemmt, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite des Innenbehälters (10) eine Ausschäumung (30) vorgesehen ist, wobei die Barriereschicht (20) zwischen der Außenseite des Innenbehälters (10) und der Ausschäumung (30) angeordnet ist und zumindest eine der Ausschäumung (30) zugewandte Schicht (50) aufweist, die eine Gasbarriere darstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Innenbehälter sowie mit einer den Innenbehälter abschnittsweise oder vollflächig bedeckenden Barriereschicht.
Die Innenbehälter bekannter Kühl- bzw. Gefriergeräte bestehen im allgemeinen aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymeren) sowie aus schlagzähmodifizierten PS(Polystyrol)-Typen.
Unter dem Begriff „Innenbehälter” soll im Rahmen der Erfindung das den Kühl- bzw. Gefrierraum begrenzende Gehäuse sowie die Innentür bzw. der Innendeckel des Gerätes verstanden werden.
Bei bekannten Geräten sind zum Zwecke der Wärmedämmung mit Schaum gefüllte Hohlräume vorgesehen, die den Innenbehälter umgeben. Diese Ausschäumung enthält Treibmittel beispielsweise in Form von KW, FKW und FCKW, die alle gute Lösemittel darstellen. Aus dieser Eigenschaft der Treibmittel ergibt sich der Nachteil, dass sie eine spannungsrissfördernde Wirkung auf das Kunststoffmaterial ausüben können, aus dem der Innenbehälter besteht.
Um diesen negativen Einfluß der Treibmittel auf das Innenbehältermaterial zu verringern, ist es bekannt, für diesen Einsatzzweck stabilisierte Kunststoffe einzusetzen, d. h. die das Innenbehältermaterial bildenden Kunststoffe weisen eine reduzierte Spannungsrissempfindlichkeit gegenüber den genannten Treibmitteln auf. Der Einsatz derartiger stabilisierter Kunststoffe ist gegenüber herkömmlichen Polysytrol-/ABS-Typen allerdings vergleichsweise kostenintensiv.
Ein weiterer Nachteil vorbekannter Kühl- bzw. Gefriergeräte besteht darin, dass das Kunststoffmaterial des Innenbehälters eine vergleichsweise hohe Permeabilität für CO₂ aufweist. Das in den Zellen des Schaums befindliche Gas besteht zu ca. 50% aus CO₂. CO₂ weist eine um den Faktor 2–20 höhere Permeation in Kunststoffen auf, als O₂ und N₂, die in der Luft im Verhältnis von ca. 20:80 vorliegen. Die hohe Permeation von CO₂ führt dazu, dass CO₂ durch das Kunststoffmaterial des Innenbehälters entweichen kann, was zu einem Unterdruck im Schaum führt. Um diesen Effekt zu egalisieren, wurde bislang vorgesehen, die Zellwände der in dem Schaum vorhandenen Zellen dicker auszuführen, d. h. die Schaumdichte zu erhöhen. Dies ist insofern mit Kostennachteilen verbunden, als dass mehr Material zur Herstellung der Ausschäumung benötigt wird.
Schließlich weisen derzeit im Einsatz befindliche Behältermaterialien eine mangelnde chemische Beständigkeit gegenüber verschiedenen Lebensmitteln, wie beispielsweise Ölen oder Fetten auf, was dazu führt, dass im Normalbetrieb unter Umständen mit Schäden am Innenbehälter wie beispielsweise Verfärbungen und/oder Spannungsrissen zu rechnen ist.
Es ist bekannt, am Innenbehälter diverse funktionale Schichten vorzusehen, die im Koextrusionsverfahren hergestellt werden. Dabei wird das als Träger dienende Kunststoff-Standardmaterial mit einer dünnen Schicht des gleichen Grundmaterials im Koextrusionsverfahren gleichzeitig hergestellt, wobei die dünne Schicht mit einem den Wertstoff enthaltenden Masterbatch versetzt ist. Dieses Verfahren bedingt eine aufwendige Anlagentechnik und wirkt sich damit destabilisierend bzw. kostensteigernd auf die Produktion aus.
Ein Kühl- und/oder Gefriergerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist schließlich aus der DE 199 15 456 A1 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät zu schaffen, das kostengünstig herstellbar ist und bei dem die genannten nachteiligen Einflüsse von Treibmitteln bzw. eingelagerten Nahrungsmitteln auf das Innenbehältermaterial reduziert oder verhindert werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist der Innenbehälter abschnittsweise oder vollflächig mit einer Barriereschicht versehen, die auf der zu dem Kühl- bzw. Gefrierraum zugewandten Innenseite des Innenbehälters und auf der vom Kühl- bzw. Gefrierraum abgewandten Außenseite des Innenbehälters angeordnet ist und die derart ausgeführt ist, dass sie gas- und wasserundurchlässig ist oder den Transport von Gas und Wasser behindert.
Vorgesehen ist somit, dass auf der Innenseite und Außenseite des Innenbehälters eine den Gas- und Wassertransport hemmende oder verhindernde Barriereschicht vorgesehen ist, so dass das Innenbehältermaterial entsprechend geschützt werden kann. Die den Wassertransport und Gastransport hemmende oder verhindernde Barriereschicht weist des Weiteren den Vorteil auf, dass aufgrund der Tatsache, dass Wasser nicht oder nur begrenzt aus dem Kühl- bzw. Gefrierraum in die Ausschäumung eintritt, und dass aufgrund des fehlenden oder gehemmten Gasaustausches, eine Verschlechterung der Isolationswerte der Ausschäumung verhindert oder verlangsamt werden kann, was energetische Vorteile mit sich bringt.
Die Erfindung ermöglicht die kostengünstige Bereitstellung von Kühl- bzw. Gefriergeräten, da aufgrund des Fehlens/der Verringerung des negativen Einflusses von Treibgasen auf das Kunststoffmaterial ein vergleichsweise günstiges, nicht spannungrissstabilisertes Kunststoffmaterial eingesetzt werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass aufgrund der stark beeinträchtigen CO₂-Migration durch die Gasbarriere kein/ein geringerer Unterdruck im Schaum entsteht, was zur Folge hat, dass eine reduzierte Schaummenge eingesetzt werden kann. Eine mechanische Stabilisierung des Schaums durch eine erhöhte Materialmenge ist nicht erforderlich.
Weitere Vorteile der Erfindung basieren auf der Möglichkeit, eine verbesserte Chemikalienbeständigkeit des Innenbehälters zu erzielen sowie verfahrenstechnisch einfach funktionale Schichten am Innenbehälter anzubringen. Diese funktionalen Schichten können Bestandteil der Barriereschicht sein oder eine auf die Barriereschicht aufgebrachte Beschichtung darstellen.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Barriereschicht mehrschichtig aufgebaut. Dabei ist denkbar, dass eine Schicht eine H₂O-Barriere und eine weitere Schicht die Gasbarriere darstellt. Grundsätzlich ist ebenfalls denkbar, dass die Barriereschicht eine Schicht aufweist oder aus einer Schicht besteht, die den Transport sowohl von Gas als auch von Wasser hemmt.
Das Kühl- und oder Gefriergerät weist eine Ausschäumung auf, die sich auf der vom Kühl- bzw. Gefrierraum abgewandten Außenseite des Innenbehälters befindet und dass die Barriereschicht zwischen der Außenseite des Innenbehälters und der Ausschäumung angeordnet ist. So wird das Kunststoffmaterial des Innenbehälters vor in der Ausschäumung befindlichen Treibgasen geschützt. Weiterhin verhindert die Barriereschicht, dass CO₂ aus dem Schaum durch den Innenbehälter austritt und ein entsprechender Unterdruck in der Ausschäumung entsteht, der eine mechanische Stabilisierung des Schaumes erfordern würde.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der Außenseite des Innenbehälters eine Barriereschicht angeordnet ist, die mehrschichtig aufgebaut ist und die eine zu dem Innenbehälter gewandte erste Schicht aufweist, die eine H₂O-Barriere darstellt. Jedenfalls weist die Barriereschicht zumindest eine zu der Ausschäumung gewandte Schicht auf, die eine Gasbarriere darstellt.
Eine derartige Anordnung ermöglicht es, dass das Treibmittel sowie CO₂ nicht oder nur begrenzt mit dem Innenbehälter in Kontakt treten bzw. aus der Ausschäumung austreten können, da diese an der Barriereschicht zurückgehalten werden. Ferner ermöglicht diese Ausführungsform der Erfindung, dass aufgrund der H₂O-Barriereschicht aus dem Kühl- bzw. Gefrierraum Wasser nicht oder nur in begrenztem Ausmaß in die Ausschäumung eintreten kann.
Denkbar ist, dass auf der zu dem Kühl- bzw. Gefrierraum gewandten Innenseite des Innenbehälters eine Barriereschicht angeordnet ist, die mehrschichtig aufgebaut ist und die eine zu dem Innenbehälter gewandte Gasbarriere und eine zu dem Kühl- bzw. Gefrierraum gewandte H₂O-Barriere aufweist.
In diesem Fall wird verhindert, dass das CO₂ in größerem Umfang aus der Ausschäumung durch das Innenbehältermaterial austritt und dass Wasser durch die Barriere in das Kunststoffmaterial des Innenbehälters und anschließend in die Ausschäumung gelangt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Barriereschicht mehrschichtig aufgebaut ist und dass zwischen den einzelnen Schichten der Barriereschicht ein Haftvermittler vorgesehen ist. Ein derartiger Haftvermittler ist vorzugsweise auch zwischen der Barriereschicht und dem Innenbehälter angeordnet. Die Barriereschicht läßt sich somit in einfacher Weise an dem Innenbehälter anbringen. Ein weiterer Vorteil bestehen darin, dass auf einfache Weise unterschiedliche Schichten der Barriereschicht je nach Bedarf kombiniert werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gasbarriere aus EVOH, d. h. aus Ethylen-Vinyl-Alkohol-Copolymer, besteht oder EVOH aufweist. Die H₂O-Barriere besteht vorzugsweise aus Polyethylen oder weist Polyethylen auf. Auch andere, sehr gebräuchliche Barrieremittel, wie z. B. Polyamid sind einsetzbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausschäumung des Kühl- bzw. Gefriergerätes aus Polyurethan besteht oder Polyurethan aufweist.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Innenbehälter aus nichtspannungsstabilisiertem Kunststoff, beispielsweise Polystyrol oder ABS besteht. Aufgrund der Tatsache, dass die Barriereschicht bei Anordnung auf der Außenseite des Innenbehälters das Kunststoffmaterial des Innenbehälters vor Treibgasen schützt, kann ein günstiges Kunststoffmaterial bzw. ein nichtspannungsstabilisiertes Kunststoffmaterial eingesetzt werden, so dass sich die Herstellung des Gerätes als weniger kostenintensiv gestaltet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der Innenseite des Innenbehälters eine Barriereschicht angeordnet ist und dass auf der zum Kühl- bzw. Gefrierraum dieser Barriereschicht gerichteten Oberfläche eine funktionale Schicht angeordnet ist. Dabei kann es sich beispielsweise um eine sogenannte „easy to clean”-Beschichtung handeln, die besonders einfach zu reinigen ist, und/oder um eine antibakterielle Beschichtung und/oder um eine die Anhaftung von Eis verringernde oder verhindernde Schicht.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1: eine Schnittdarstellung durch den Innenbehälter eines erfindungsgemäßen Kühl- bzw. Gefriergerätes mit auf der Außenseite und Innenseite angeordneten Barriereschichten,
2: eine Schnittdarstellung durch den Innenbehälter eines erfindungsgemäßen Kühl- bzw. Gefriergerätes mit auf der Außenseite des Innenbehälters angeordneter Barriereschicht und
3: eine Schnittdarstellung durch den Innenbehälter eines erfindungsgemäßen Kühl- bzw. Gefriergerätes mit auf der Innenseite des Innenbehälters angeordneter Barriereschicht.
1 zeigt mit dem Bezugszeichen 10 den Polystyrol-Inliner, d. h. den Innenbehälter des erfindungsgemäßen Kühl- und/oder Gefriergerätes.
Auf der links dargestellten, zur Ausschäumung gewandten Außenseite des Innenbehälters 10 befindet sich die Barriereschicht 20, die zwischen dem Innenbehälter 10 und der Polyurethan-Ausschäumung 30 angeordnet ist.
Die Barriereschicht 20 ist mittels eines Haftvermittlers 60 auf der Oberfläche der Außenseite des Innenbehälters 10 fixiert. Die Barriereschicht besteht aus einer Polyethylenschicht 40, die als H₂O-Barriere wirkt, und aus einer EVOH-Schicht 50, die als Gas-Barriere wirkt, wobei die Schichten 40, 50 ihrerseits ebenfalls mittels eines Haftvermittlers 60 miteinander in Verbindung stehen.
Auf der zu der Kühl- bzw. Gefrierraum gerichteten rechts dargestellten Innenseite des Innenbehälters 10 befindet sich ebenfalls eine Barriereschicht 20. Diese besteht ebenfalls aus einer EVOH-Schicht 50, die als Gas-Barriere dient und die über einen Haftvermittler 60 mit der Oberfläche der Innenseite des Innenbehälters 10 in Verbindung steht. Die Gas-Barriereschicht 50 steht mittels einer Schicht 60 aus Haftvermittler mit einer Polyethylenschicht (PE-HD) 40 in Verbindung, die die zum Innenraum gerichtete H₂O-Barriere darstellt.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem nur auf der Außenseite, d. h. auf der Schaumseite des Innenbehälters 10 eine Barriereschicht 20 angeordnet ist. Gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile sind in 2 und 3 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1. Wie dies aus 2 ersichtlich ist, ist auf der Außenseite des Innenbehälters eine Schicht 60 aus Haftvermittler aufgebracht, über die die H₂O-Barriere 40 an dem Innenbehälter 10 haftet. Daran schließt sich eine weitere Schicht 60 aus Haftvermittler an, mittels derer die Gasbarriere 50 anhaftet, die an die PU-Ausschäumung 30 angrenzt.
Wie dies aus 2 hervorgeht, verhindert die Gasbarriereschicht 50, dass das Treibmittel aus der Ausschäumung 30 in das Kunststoffmaterial des Innenbehälters 10 eindringt. Ferner wird verhindert, dass CO₂ aus der Ausschäumung 30 austritt.
Des Weiteren wird mittels der zum Innenbehälter 10 gewandten H₂O-Barriereschicht 40 verhindert, dass Wasser aus dem Kühl- bzw. Gefrierraum durch den Innenbehälter 10 in die Ausschäumung 30 eintritt.
Aus der in 2 ersichtlichen Anordnung ergibt sich die Möglichkeit des Einsatzes eines günstigen Innenbehältermaterials, da dieses nicht spannungsstabilisiert ausgeführt sein muß, weil ein Eintreten von Treibmittel in das Innenbehältermaterial durch die Gasbarriereschicht 50 ausgeschlossen oder erschwert ist. Da auch CO₂ aus der Ausschäumung 30 nicht oder nur erschwert austreten kann, wird die Entstehung eines merklichen Unterdruckes im Schaum verhindert, was zur Folge hat, dass nur eine reduzierte Schaummenge erforderlich ist.
Aufgrund des reduzierten oder ausgeschlossenen Gasaustausches wird erreicht, dass die Isolationswerte der Polyurethan-Ausschäumung erhalten bleiben, d. h. die Gerätealterung wird verhindert oder zumindest verlangsamt.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Barriereschicht 20 auf der zu dem Kühl- bzw. Gefrierraum gewandten Innenseite des Innenbehälters 10 angeordnet ist.
Auch bei einer derartigen Ausführung wird wirksam verhindert, dass CO₂ durch den Innenbehälter 10 entweicht, was den genannten Vorteil einer reduzierten Schaummenge mit sich bringt. Dieser Vorteil sowie die Verhinderung des Austretens des Treibmittels wird durch die Gasbarriereschicht 50 erzielt, die über einen Haftvermittler 60 mit der Innenseite des Innenbehälters 10 in Verbindung steht. Die sich ebenfalls über einen Haftvermittler 60 an die Gasbarriereschicht 50 anschließende H₂O-Barriere 40, die gegebenenfalls funktionale Zusätze enthalten kann, verhindert, dass Wasser aus dem Kühl- bzw. Gefrierraum in den Innenbehälter 10 sowie in die Ausschäumung 30 eintritt.
Die Schicht 40 kann ggf. Zusätze enthalten, mittels derer bestimmte erwünschte Funktionalitäten realisiert werden können. Beispielsweise ist eine „easy-to-clean”-Beschichtung, eine antibakterielle Beschichtung und/oder eine die Anhaftung von Eis verhindernde Beschichtung denkbar, die entweder als separate Beschichtung auf der H₂O-Barriereschicht oder als integraler Bestandteil dieser Schicht ausgeführt sein kann.

Claims

Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem Innenbehälter (10) sowie mit einer den Innenbehälter (10) abschnittsweise oder vollflächig bedeckenden Barriereschicht (20), die auf der dem Kühl- bzw. Gefrierraum zugewandten Innenseite des Innenbehälters (10) und auf der vom Kühl- bzw. Gefrierraum abgewandten Außenseite des Innenbehälters (10) angeordnet ist und die derart ausgeführt ist, dass sie gas- und wasserundurchlässig ist oder den Transport von Gas und Wasser durch die Barriereschicht (20) hemmt, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite des Innenbehälters (10) eine Ausschäumung (30) vorgesehen ist, wobei die Barriereschicht (20) zwischen der Außenseite des Innenbehälters (10) und der Ausschäumung (30) angeordnet ist und zumindest eine der Ausschäumung (30) zugewandte Schicht (50) aufweist, die eine Gasbarriere darstellt.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht (20) mehrschichtig aufgebaut ist.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrschichtige Barriereschicht (20) des Innenbehälters (10) eine weitere dem Innenbehälter zugewandte Schicht (40) aufweist, die eine H₂O-Barriere darstellt.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des Innenbehälters (10) eine Barriereschicht (20) angeordnet ist, die mehrschichtig aufgebaut ist und die eine dem Innenbehälter zugewandte Gasbarriere und eine dem Kühl- bzw., Gefrierraum zugewandte H₂O-Barriere aufweist.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht (20) mehrschichtig aufgebaut ist und dass zwischen den einzelnen Schichten der Barriereschicht (20) ein Haftvermittler (60) vorgesehen ist.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasbarriere aus EVOH (Ethylen-Vinyl-Alkohol-Copolymer) besteht oder EVOH aufweist.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die H₂O-Barriere Polyethylen aufweist oder aus Polyethylen besteht.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die H₂O-Barriere Polyamid oder ein sonstiges Barrieremittel aufweist oder aus Polyamid oder einem sonstigen Barrieremittel besteht.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschäumung (30) aus Polyurethan besteht oder Polyurethan aufweist.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbehälter (10) aus nicht spannungsrissstabilisiertem Polystyrol oder ABS besteht.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des Innenbehälters (10) eine Barriereschicht (20) angeordnet ist und dass auf der zu dem Kühl- und/oder Gefrierraum dieser Barriereschicht (20) gerichteten Oberfläche eine funktionale Schicht angeordnet ist oder dass die Barriereschicht (20) eine funktionale Schicht darstellt, bei der es sich um eine „easy to clean”- und/oder um eine antibakterielle Beschichtung und/oder um eine die Anhaftung von Eis verringernde oder verhindernde Schicht handelt.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Barriereschicht (20) und dem Innenbehälter ein Haftvermittler (60) vorgesehen ist.
Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des Innenbehälters (10) keine Barriereschicht (20) vorgesehen ist.